变质岩区地层单位类型

如题所述

变质岩区进行地质填图应正确处理建造与改造的关系(表5-1),用构造分析的方法研究填图中有关变质地质学问题。变质岩的地层单位系统具有多重性,根据原岩建造的性质和改造作用的程度,可分为成层有序变质岩系、层状无序变质岩系和块状无序变质岩系3种地层单位系统,对应分别建立构造—地层—事件法、构造—岩层—事件法、构造—岩石—事件法3种填图方法。

表5-1 沉积构造与再造的区别对比表

(据房立民等,1991)

1.成层有序变质岩系

指原岩为沉积岩或火山堆积沉积岩系,在时间和空间关系上遵循地层叠覆原理,表现为一套有序组合,虽经区域变质作用,但原岩性质清楚,原生结构要素保存完好或基本保存,地层层序虽经变形变质作用的改造,在“位态”上发生变化,但通过构造分析方法或标志层组合方法可以恢复其原有层序的变质岩系。

2.层状无序变质岩系

指原岩为沉积岩或火山堆积沉积岩系,经区域变质与变形作用改造,原生结构要素只部分保留,层理往往被构造置换为次生面理(通过各种方法在野外尚能识别其原岩性质),或者为区域性顺层滑脱、顺层逆冲推覆以及水平剪切带等构造面理所改造,从而导致了地层层序的破坏,地层在空间上相互叠置,在时间上不连续,序次关系混乱,它们之间往往或是缺失或是重复或者颠倒,原始沉积的地层厚度很难准确地确定,这类变质岩系,往往出现在大陆造山带的核部,呈带状或线状分布,变质程度为中等。

在野外填图中,十分重要的是掌握成层有序变质岩系和层状无序变质岩系的对比与区别标志(表5-2),从而合理选择填图单位。

表5-2 成层有序变质岩系与层状无序变质岩系主要特征对比表

(据房立民等,1991)

3.块状无序变质岩系

可分为3种情况。一种是原岩为古老深成侵入体,经多期变质变形作用强烈改造,变质程度高,一般为高角闪岩相—麻粒岩相,随后期变形变质作用而呈现退变质现象,通常指的高级变质区或花岗片麻岩穹窿区就是这类。块状无序,是针对剔除表壳岩系后的变深成岩体而言的,至于表壳岩系一般应是有序的,其能否建立正常的地层层序主要决定于出露情况和变质变形改造程度;第二种是原岩为变质沉积—火山堆积岩,经多期变质变形作用,并伴随强烈的混合岩化作用而形成片麻岩,由于多次叠加褶皱形成一种假片麻岩穹窿;第三种是原岩性质难以判别的一套片麻岩和片岩。

除了上述几种典型的情况外,变质岩更多的是过渡类型,就是群级岩石地层单位的关系是有序的,符合地层叠覆原理,而其中组段级单位,往往为构造面理分割或置换,造成局部地层的加厚或变薄乃至缺失,在这些组、段级地层单位之间的关系,不完全服从地层叠覆原理。从群一级地层单位的关系看,是成层有序的,但群内的组、段级单位之间,为多期构造面理置换或顺层韧性剪切带所分割,造成群内组级变质岩在空间上变化很大,时间上不连续。另外还见总体(群级)有序而局部(组级或段级)无序构造地层。

以上种种依据变质岩系的“层”(理)、“面”(理)关系进行分类,对于变质岩区填图方法的选择以及对区域构造格架的认识是至关重要的。同时亦奠定了变质岩系岩石地层单位的多重划分与命名的基础。

图5-2 变质岩宏观地质信息多解性示意图

(据杨振升,1988)

Ⅰ、Ⅱ为路线剖面,剖面西(W)侧标志中次级褶皱可提供正常或倒转的产状,当不能确定标志层总体正常或倒转时,a、b均为可能的形态与层序

变质岩区地质填图中,还要加强对褶皱区的详细观察。重点观察和研究区域上标志性的褶皱,构造解析区的选择与观察,褶皱的横向变化观察等,合理填绘地质图。野外填图中,有时单凭填图单位界线和产状的实际资料可以连出不同的褶皱样式来,因此,还需在成图过程中进行认真的综合分析,尤其重要的是从小区解剖向外延伸扩展到全区的过程中,根据标志层这一宏观特征所确定的基本构造格架,即野外地质图仍需经综合分析加以修正、补充与完善。首先是结合路线地质调查资料与图面分析,选定构造地层剖面进行详细研究,以确定地层层序与填图单位,初步定型构造样式。路线地质调查过程中可能确定同一岩性层重复出现,并可排除上下层位且并非断层造成的重复等宏观信息确定为褶皱所致,但如图5-2所示的,即使确定是褶皱造成重复,它们是向斜还是背斜,对于近同斜倒转褶皱而言,在野外地质路线调查过程中并不是都能精确确定的,特别是被多级紧闭同斜褶皱复杂化后,在转折端保留极少的情况下就显得更为困难了。这时所测量的地层产状以及判别的正常与倒转并不一定具有代表性,也就是说,它不一定代表宏观地质信息的正常或倒转,而可能是露头尺度中的三级或四级中的某一级次褶皱一翼的产状,显然属局部特性。在未进行系统研究时,这种局部性可以造成制图尺度褶皱一翼正倒产状同时出现的现象。图5-2西(W)就是一例。当然这种正常与倒转的重复出现是次级同斜紧闭褶皱造成的结果,但在路线地质调查过程中不可能进行如此详细的确定,这就有可能只获取正常产状或只测得倒转产状,或者二者均已获得,这些都属正常范畴。由于信息的丢失或获取的不同,在确定褶皱这一宏观格架的前提下,仍存在图中的两种形态,这种多解性就是构造—地层剖面研究中所要解决的主要问题。

图5-3是另一极好的例证,图中共有6条路线,两种层序已知的岩性(石英岩老,千枚岩新),如不考虑其他因素,共可连出5个不同的褶皱样式来,其图形都符合路线所给定的条件。只有全面掌握了填图区总体褶皱实际情况,才能合理连出符合客观实际的褶皱样式。

图5-3 褶皱区的界线连图

(据房立民等,1991)

另外,还要十分注意变质岩区线理的观察与研究。变质岩区线理类型多样,成因机制复杂,而线理与其大构造的关系并非都有十分准确的对应关系,在许多情况下由于变形环境、变质作用受力方式以及边界条件和递进变形、不均匀变形等常出现许多奇特的情况。因此,在进行线理调查中,要重点进行线理类型与构造层次的研究,加强线理与褶皱关系的研究,并进行综合分析。如G.Wilson(1982)对苏格兰北部莫英岩系内所见到的不同种类构造的理想图解(图5-4a),较好地再现了由平行面理的缩短作用而形成的各种线理的组合关系(图5-4b),而在Comwall郡Tintagel地区与逆冲断层作用有关的小构造与大构造关系图上(图5-4c)所见情况不同,其拉伸线理以及矿物线理都与运动方向平行,表现为与垂直面理的压扁作用有关,导致顺层面理的拉伸作用明显发育。

图5-4 小构造与大构造的关系图

(据Wilson,转引自房立民等,1991)

a—苏格兰Mull岛Ross区内莫英岩系褶皱的变质沉积岩的简化横剖面;b—以在苏格兰Sutherlang郡北部A′Mhoine所见一般构造为依据绘制的平卧褶曲构造;c—以Cornwall郡Tintagel地区为依据绘制的平缓逆冲断层的一部分

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